Меры защиты от вибрации

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

СОДЕРЖАНИЕ 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Введение 

     Исследования  подтверждают, что из всех видов механических воздействий для технических объектов наиболее опасна вибрация. Знакопеременные напряжения, вызванные вибрацией, содействуют накоплению повреждений в материалах, появлению трещин и разрушений. Чаще всего и довольно быстро разрушение объекта наступает при вибрационных влияниях в условиях резонанса. Вибрация вызывает также  отказы машин и приборов.

     Вполне  убедительные выводы, относительно технических  устройств и сооружений. Но в отношении  воздействия вибрации на организм человека ситуация не менее сложная и должна решаться с применением комплексных подходов, потому что вибрация вызывает нарушения физиологического и функционального состояний организма человека.

     В настоящий момент актуален вопрос защиты человека от действия вибрации, т.к. в промышленности и на транспорте широкое применение нашли машины и оборудование, создающие вибрацию, неблагоприятно действующую на человека (транспортные средства и ручные машины). Рост мощностей и быстроходности технологического оборудования, уменьшение статических нагрузок на человека сопровождаются побочным эффектом – усилением вибраций. Действие вибраций не только ухудшает самочувствие и снижает производительность труда, но и часто приводит к тяжелому заболеванию – виброболезни. 
 
 
 
 
 

     1. Производственная  вибрация 

     Вибрация – это малые механические колебания, возникающие в упругих телах под воздействием переменных сил.

     Вибрацию классифицируют следующим образом:

     -  по способу передачи на человека вибрацию подразделяют на общую, передающуюся через опорные поверхности на тело сидящего или стоящего человека, и локальную, передающуюся через руки человека;

     - по направлению различают вибрацию, действующую вдоль осей ортогональной системы координат для общей вибрации, действующую вдоль всей ортогональной системы координат для локальной вибрации;

     - по источнику возникновения вибрацию подразделяют на транспортную (при движении машин), транспортно-технологическую (при совмещении движения с технологическим процессом, мри разбрасывании удобрений, косьбе или обмолоте самоходным комбайном и т. д.) и технологическую (при работе стационарных машин).

     Вибрация  характеризуется частотой f, т.е. числом колебаний в секунду (Гц), амплитудой А, т.е. смещением волн, или высотой подъема от положения равновесия (мм), скоростью V (м/с) и ускорением. Весь диапазон частот вибраций также разбивается на октавные полосы: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 63 125, 250, 500, 1000, 2000 Гц. Абсолютные значения параметров, характеризующих вибрацию, изменяются в широких пределах, поэтому используют понятие уровня параметров, представляющего собой логарифмическое отношение значения параметра к опорному или пороговому его значению. 
 

     2. Действие вибрации  на организм человека 

     При работе в условиях вибраций производительность труда снижается, растет число травм. На некоторых рабочих местах в сельскохозяйственном производстве, вибрации превышают нормируемые значения, а в некоторых случаях, они близки к предельным. Не всегда соответствуют нормам уровни вибраций на органах управления. Обычно в спектре вибрации преобладают низкочастотные вибрации, отрицательно действующие на организм. Некоторые виды вибрации неблагоприятно воздействуют на нервную и сердечнососудистую системы, вестибулярный аппарат. Наиболее вредное влияние на организм человека оказывает вибрация, частота которой совпадает с частотой собственных колебаний отдельных органов.

     Организму человека вибрация передается в момент контакта с вибрирующим объектом: при действии на конечности возникает  локальная вибрация, а на все тело - общая. Локальная вибрация поражает нервно-мышечные ткани и опорно-двигательный аппарат и приводит к спазмам  периферических сосудов. При длительных и интенсивных вибрациях в  некоторых случаях развивается  профессиональная патология (к ней  чаще приводит локальная вибрация): периферическая, церебральная или церебрально-периферическая вибрационная болезнь. В последнем  случае наблюдаются изменения сердечной  деятельности, общее возбуждение  или, наоборот, торможение, утомление, появление болей, ощущение тряски внутренних органов, тошнота. В этих случаях  вибрации влияют и на костно-суставной  аппарат, мышцы, периферийное кровообращение, зрение, слух. Местные вибрации вызывают спазмы сосудов, которые развиваются  с концевых фаланг пальцев, распространяясь  на всю кисть, предплечье, и охватывают сосуды сердца.

     В производственных условиях ручные машины, вибрация которых имеет максимальные уровни энергии (максимальный уровень  виброскорости) в полосах низких частот (до 36 Гц), вызывают вибрационную патологию с преимущественным поражением нервно-мышечной ткани и опорно-двигательного  аппарата. При работе с ручными  машинами, вибрация которых имеет максимальный уровень энергии в высокочастотной области спектра (выше 125 Гц), возникают главным образом сосудистые расстройства. При воздействии вибрации низкой частоты заболевание возникает через 8-10 лет, а при воздействии высокочастотной вибрации - через 5 лет и раньше. Общая вибрация разных параметром вызывает различную степень выраженности изменений нервно и системы (центральной и вегетативной), сердечнососудистой системы и вестибулярного аппарата.

     Производственная  вибрация, характеризующаяся значительной амплитудой и продолжительностью действия, вызывает у работающих раздражительность, бессонницу, головную боль, ноющие боли в руках людей, имеющих дело с  вибрирующим инструментом. При длительном воздействии вибрации перестраивается  костная ткань: на рентгенограммах  можно заметить полосы, похожие на следы перелома - участки наибольшего  напряжения, где размягчается костная  ткань. Возрастает проницаемость мелких кровеносных сосудов, нарушается нервная  регуляция, изменяется чувствительность кожи. При работе с ручным механизированным инструментом может возникнуть акроасфиксия (симптом мертвых пальцев) - потеря чувствительности, побеление пальцев, кистей рук. При воздействии общей  вибрации более выражены изменения  со стороны центральной нервной  системы: появляются головокружения, шум  в ушах, ухудшение памяти, нарушение  координации движений, вестибулярные  расстройства, похудение. 
 

     3. Методы и средства  защиты от вибрации 

     Для защиты от вибрации применяют следующие  методы:

1. снижение виброактивности машин;
2. отстройка от резонансных частот;
3. вибродемпфирование;
4. виброизоляция;
5. виброгашение,

а также  используют индивидуальные средства защиты.

     Снижение  виброактивности  машин (уменьшение Fm) достигается изменением технологического процесса, применением машин с такими кинематическими схемами, при которых динамические процессы, вызываемые ударами, ускорениями и т. п. были бы исключены или предельно снижены, например:

- заменой клепки сваркой;

- хорошей динамической и статической балансировкой механизмов, смазкой и чистотой обработки взаимодействующих поверхностей;

- применением кинематических зацеплений пониженной виброактивности, например, шевронных и косозубых зубчатых колес вместо прямозубых; заменой подшипников качения на подшипники скольжения;

- применением конструкционных материалов с повышенным внутренним трением.

     Отстройка от резонансных частот заключается в изменении режимов работы машины и соответственно частоты возмущающей вибросилы; собственной частоты колебаний машины путем изменения жесткости системы, например, установкой ребер жесткости или изменения массы системы (например путем закрепления на машине дополнительных масс).

     Вибродемпфирование - это метод снижения вибрации путем усиления в конструкции процессов трения, рассеивающих колебательную энергию в результате необратимого преобразования ее в теплоту при деформациях, возникающих в материалах, из которых изготовлена конструкция. Вибродемпфирование осуществляется нанесением на вибрирующие поверхности слоя упруговязких материалов, обладающих большими потерями на внутреннее трение,- мягких покрытий (резина, пенопласт, мастика, мастика «Анти-вибрит») и жестких (листовые пластмассы, стеклоизол, гидроизол, листы алюминия); применением поверхностного трения (например, прилегающих друг к другу пластин, как у рессор); установкой специальных демпферов.

     Виброгашение (увеличение массы системы) осуществляют путем установки агрегатов на массивный фундамент. Виброгашение наиболее эффективно при средних и высоких частотах вибрации. Этот способ нашел широкое применение при установке тяжелого оборудования (молотов, прессов, вентиляторов, насосов и т. п.).

     Повышение жесткости системы, например путем  установки ребер жесткости. Этот способ эффективен только при низких частотах вибрации.

     Виброизоляция заключается в уменьшении передачи колебаний от источника к защищаемому объекту при помощи устройств, помещаемых между ними. Для виброизоляции чаще всего применяют виброизолирующие опоры типа упругих прокладок, пружин или их сочетания. Эффективность виброизоляторов оценивают коэффициентом передачи КП, равным отношению амплитуды виброперемещения, виброскорости, виброускорения защищаемого объекта, или действующей на него силы к соответствующему параметру источника вибрации. Виброизоляция только в том случае снижает вибрацию, когда КП < 1. Чем меньше КП, тем эффективнее виброизоляция.

     Уменьшения  вибрации в источнике возникновения  достигают изменением технологического процесса с изготовлением деталей  из капрона, резины, текстолита, своевременным  проведением профилактических мероприятий  и смазочных операций; центрированием и балансировкой деталей; уменьшением  зазоров в сочленениях. Передачу колебаний на основание агрегата или конструкцию здания ослабляют  посредством экранирования.

     В качестве вибропоглощающих покрытий обычно используют мастики и простейшие конструкции (слои рубероида, проклеенные  битумом или синтетическим клеем).

     Если  методы коллективной защиты не дают результата или их нерационально применять, используют средства индивидуальной защиты. В качестве средств защиты от вибрации при работе с механизированным инструментом применяют:

1. для тела – нагрудники, пояса, специальные костюмы;
2. для рук - антивибрационные рукавицы, вкладыши, прокладки;
3. для ног - специальную обувь, подмётки, наколенники.

Антивибрационные  полусапоги имеют многослойную резиновую  подошву.

     Длительность  работы с вибрирующим инструментом не должна превышать 2/3 рабочей смены. Операции распределяют между работниками  так, чтобы продолжительность непрерывного действия вибрации, включая микропаузы, не превышала 15-20 минут. Рекомендуется делать перерывы на 20 минут через 1-2 часа после начала смены и на 30 минут через 2 часа после обеда.

     Во  время перерывов следует выполнять  специальный комплекс гимнастических упражнений а также самомассаж конечностей.

     Если  вибрация машины превышает допустимое значение, то время контакта работающего  с этой машиной ограничивают.

     Все, кто работает с источниками вибрации, должны проходить медицинские осмотры  перед поступлением на работу и периодические, не реже 1 раза в год. 
 
 
 
 
 
 

Заключение 

     Задачей обеспечения вибрационной безопасности является предотвращение условий, при  которых воздействие вибрации могло  бы привести к ухудшению состояния  здоровья работников, в том числе  к профессиональным заболеваниям, а  также к значительному снижению комфортности условий труда (особенно для лиц профессий, требующих  при выполнении производственного  задания исключительного внимания во избежание возникновения опасных  ситуаций).